Проектирование технологического процесса изготовления детали вал-шестерня

Размещено на http://www.allbest.ru/

43

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ служебного назначения детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.2.1 Качественный анализ

1.2.2 Количественный анализ

1.3 Размерный анализ чертежа детали

1.4 Определение типа производства

2. ПРОЕКТНЫЙ ВАРИАНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ типового технологического процесса изготовления детали вал-шестерня

2.2 Анализ вариантов получения заготовки

2.3 Расчет припусков

2.4 Расчет режимов резания

2.4.1 Расчет режимов резания аналитическим способом на фрезерно-центровальную операцию

2.4.2 Расчет режимов резания аналитическим способом на шпоночно-фрезерную операцию

2.4.3 Расчет режимов резания табличным способом на токарную с ЧПУ операцию

2.4.4 Расчет режимов резания табличным способом на кругло-шлифовальную операцию

2.5 Расчет норм времени

2.5.1 Расчет норм времени на токарную с ЧПУ операцию

2.5.2. Расчет норм времени на шпоночно-фрезерную операцию

2.6 Уточнение типа производства

3. АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ

6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭНЕРГО-РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А



ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных и вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов -- все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.

Проектируемой деталью является деталь вал-шестерня.

Вал-шестерня является составной деталью редуктора, предназначенного для передачи крутящего момента.

Данная деталь представляет собой вал с выполненной на нем прямозубой шестерней, имеет 2 шпоночных паза, шлицы, отверстие для смазки шлицевого соединения и поверхности для установки подшипников.

На основании изучения условий работы детали в узле изделия, предъявляемых к ней технических требований, а также учитывая годовую программу выпуска, можно сказать, что конструкция детали достаточно технологична. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки.

В качестве материала для детали учитывая условия эксплуатации используется конструкционная легированная сталь 40Х ГОСТ4543-71.

Целью дипломного проекта является проектирование технологического процесса изготовления детали вал-шестерня.

Задачи дипломного проекта:

1) Провести анализ конструкции детали, с расчетом технологичности конструкции детали, размерный анализ чертежа детали, определение типа производства;

2) Разработать проектный вариант технологического процесса изготовления детали, с расчетом припусков на обработку, режимов резания и норм времени на каждую операцию;

3) Выполнить расчет себестоимости изготовления детали, с определением загрузки оборудования и т.д.



1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ служебного назначения детали

Вал-шестерня представляет собой тело вращения и относится к классу валов. Изготовлена из легированной стали 40Х ГОСТ 4543-71 ?в = 980 МПа. И предназначена для передачи крутящего момента по средствам шестерен и зубчатых колес в редукторе.

Вал-шестерня является очень ответственной деталью. Прочность вала определяет механическую надежность машины в эксплуатации. Прямолинейность и прочность вала зависят не только от правильного расчета и выбора конструктивных размеров, но и от технологических процессов обработки вала и сборки насаживаемых на него деталей.

Данный вал имеет форму ступенчатого цилиндра с зубчатыми колесами с посадкой деталей по системе отверстия. В целях снижения обработки следует стремиться к уменьшению числа ступеней. Вал имеет 2 ступени с повышенной точностью обработки по 6-му квалитету для посадки подшипников. Конструкция вала предусматривает два шпоночных паза под посадку зубчатых колес, которые передают крутящий момент. Также на валу имеется два центровых отверстия, с помощью которых вал надёжно фиксируется в приспособлении и обработка проходит с заданной точностью. Имеются также и шлицы, выполненные по 5-му квалитету.

Данный вал-шестерня изготовлен из стали 40Х (свойства и химический состав представлены в таблице 1.1 и 1.2 [8] ) и имеет ряд ответственных поверхностей, к которым предъявляются жёсткие и высокие требования при изготовлении.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71, % [8]

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,3	До 0, 035	До 0, 035	0,8-1,1	До 0,3

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71 [8]

?, МПа	?в, МПа	д, %	Ш, %	KCU, Дж/м2	НВ (не более)
780	980	10	45	59	248

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.2.1 Качественный анализ

Деталь вал-шестерня изготавливается из заготовки, полученной прокатом из Стали 40Х.

Заготовка в процессе получения подвергается улучшению, что благоприятно сказывается на свойствах материала. В процессе изготовления детали заготовка подвергается сложной обработке. Для обеспечения точности обработки и снижения стоимости обработки заготовка должна быть достаточно высокого качества. Деталь имеет сложную конфигурацию, однако это оправдано конструктивным назначением. В процессе обработки деталь так же подвергается закалке ТВЧ, что увеличивает твердость и износостойкость ответственных поверхностей. Деталь имеет достаточную жесткость при своих диаметрах и длине для использования обычных методов обработки, что позволяет использовать обычные приспособления для ее установки и закрепления.

При изготовлении детали используются различные станки: токарные с ЧПУ, зуборезные и шлифовальные полуавтоматы, а так же универсальные станки.

Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей в затрудненных для доступа инструмента местах, удобная форма и большие размеры позволяют прочно и надежно закреплять деталь, не нарушая законов единства и совмещения баз, позволяет широко использовать средства автоматизации и механизации.

Конструкция детали технологична, хотя и требует применения высоко точного оборудования. С наибольшей точностью обрабатываются поверхности зубчатого венца, шеек под подшипники, шлицев.

Деталь допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и проста по конструкции и конфигурации.

Деталь работает в сложных условиях. Вероятен повышенный износ в местах контакта с подшипниками, а так же износ зубьев шестерни, что требует особых мероприятий по упрочнению и обработке этих мест.

Относительно технологичности конструкции детали можно высказать следующие соображения. На основании рабочего чертежа детали, условий работы детали в конструкции, а также, учитывая то, что конструкция детали достаточно хорошо отработана очевидно, что о замене детали сварной, сборной или какой-то другой конструкции речь не идёт. Нецелесообразно также производить замену материала, т.к. имеющийся удовлетворяет требованиям по прочности, свойствам и обрабатываемости.

Наружные поверхности детали могут быть использованы в качестве установочных или опорных баз при обработке. Кроме того, они могут быть использованы в качестве баз при сборке.

В плане механической обработки рассматриваемая деталь в достаточной степени технологична. Все обрабатываемые поверхности имеют удобное расположение для их механической обработки и позволяют применять высокопроизводительные технологические методы.

К поверхностям не технологичным можно отнести uлубокое отверстие внутри вала-шестерни.

Поэтому для технологичности его изготовления необходима разработка специальной технологической оснастки.

Требования к точности размеров и шероховатости поверхностей позволяют наметить методы их получения.

Все прочие участки детали являются легкодоступными для обработки и, следовательно, позволяют производить их обработку точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием и т.п.

Рисунок 1.1 - Рабочие поверхности детали

Технологический анализ детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса и является одним из важнейших этапов технологической разработки.

Основная задача при анализе технологичности детали сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Это позволяет снизить себестоимость ее изготовления.

Вал-шестерню можно считать технологичной, так как она представляет собой ступенчатый вал, где размеры ступеней уменьшаются от середины вала к торцам, что обеспечивает удобный подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям. Обработка ведётся унифицированным режущим инструментом, контроль точности поверхности проводится измерительным инструментом. Деталь состоит из унифицированных элементов таких как: центровые отверстия, шпоночный паз, фаски, канавки, линейные размеры, шлицы.

Материалом для производства служит сталь 40Х, которая является относительно недорогим материалом, но при этом обладает хорошими физико-химическими свойствами, имеет достаточную прочность, хорошую обрабатываемость резанием, легко подвергается термообработке.

Конструкция детали обеспечивает возможность применение типовых и стандартных технологических процессов её изготовления.

Таким образом, конструкцию детали можно считать технологичной.

1. Поверхность 1 выполнена в виде шлицевой части.

2. Поверхность 2 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

3. Поверхность 3 используется для внешнего контакта с внутренней поверхностью манжеты. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность полируется до достижения шероховатости Ra 0,32 мкм.

4. Поверхность 4 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

5. Поверхность 5 также является несущей и предназначена для посадки подшипника. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность шлифуется до достижения шероховатости Ra 1,25 мкм.

6. Поверхность 6 Выполнена в виде канавки, которая нужна для вывода шлифовального круга. Жестких требований к ней предъявлять нецелесообразно.

7. Поверхность 7 является несущей и предъявлять жесткие требования к ней не нужно.

8. Боковые стороны зубьев участвуют в работе и определяют как долговечность узла, так и его шумность, поэтому к боковым сторонам зубьев и их взаимному расположению предъявляют ряд требований как по точности расположения, так и по качеству поверхности (Ra 2,5 мкм).

9. Поверхность 9 является несущей и предъявлять жесткие требования к ней не нужно.

10. Поверхность 10 Выполнена в виде канавки, которая нужна для вывода шлифовального круга. Жестких требований к ней предъявлять нецелесообразно.

11. Поверхность 11 является несущей и предназначена для посадки подшипника. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность шлифуется до достижения шероховатости Ra 1,25 мкм.

12. Поверхность 12 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

13. Поверхность 13 используется для контакта с внутренней поверхностью манжеты. Поэтому к ней предъявляются жесткие требования. Поверхность полируется до достижения шероховатости Ra 0,32 мкм.

14. Поверхность 14 является несущей, поэтому жестких требований к ней не предъявляется.

15. Поверхность 15 представлена в виде шпоночного паза, который предназначен для передачи крутящего момента от вала-шестерни к ременному шкиву Rz 20 мкм.

16. Поверхность 16 представлена канавкой, которая служит для вывода резьбонарезного резца.

17. Поверхность 17 выполнена в виде шпоночного паза для посадки стопорной шайбы Rz 40 мкм.

18. Поверхность 18 представляет собой резьбу под гайку, которая служит для поджатия шкива Ra 2,5 мкм.

Требования к взаимному положению поверхностей, считаю целесообразно назначенными.

Одним из немаловажных факторов является материал, из которого изготавливается деталь. Исходя из служебного назначения детали видно, что деталь работает под действием значительных знакопеременных циклических нагрузок.

С точки зрения ремонта данная деталь является довольно ответственной, поскольку для выполнения ее замены необходим демонтаж всего узла с машинного агрегата, а при его установке выверка механизма сцепления.



1.2.2 Количественная оценка

Таблица 1.3 - Анализ технологичности конструкции детали

Наименование поверхности	Количество поверхностей, шт.	Количество унифицированных поверхностей, шт.	Квалитет точности, IT	Параметр шероховатости, Ra, мкм
1	2	3	4	5
Торцы L=456мм	2	-	h11	6,3
Торец L=260мм	1	1	js15	6,3
Торец L=138мм	1	-	js13	6,3
Торцы L=48мм	2	-	h11	2,5
Центровые отверстия Ш 3,15мм	1	-	Н9	3,2
Шлицы Д8х36х40Д	8	8	Js7	1,25
Фаска 2х45°	5	5	js13	6,3
Зубья Ш65,11мм	18	18	N7	0,63
Ш 65,11 мм	1	-	N7	2,5
Ш45 мм	2	2	h12	1,25
Ш40 мм	2	2	h9	0,32
Ш40 мм	4	4	h9	1,25
Канавка 3±0,2	2	2	h9	6,3
Канавка 4±0,2	1	1	h9	6,3
Шпоночный паз 8Р9	1	1	Р9	3,2
Шпоночный паз 6Р9	1	1	P9	3,2
Резьба М33х1,5-8q	1	1	q8	2,5
Отверстие Ш5 мм	1	1	H6	3,2
Отверстие резьбовое М10х1-7Н	1	1	Н7	3,2
Конусность 1:15	1	1	h11	6,3

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали определяется по формуле [2, c.34]

(1.1)

где Qу.э.- число унифицированных конструктивных элементов детали, шт;

Qу.э.- общее число конструктивных элементов детали, шт.

Деталь технологична, так как 0,896>0,23

Коэффициент использования материала определяется по формуле [2, c.33]

, (1.2)

где mд- масса детали, кг;

mз- масса заготовки, кг.

Деталь технологична, так как 0,75 = 0,75

Коэффициент точности обработки определяется по формуле [2, С.33]

, (1.3)

где - средний квалитет точности.

(1.4)

Деталь нетехнологична, так как 0,687<0,8

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле [2, c.34]

, (1.5)

где Бср- средняя шероховатость поверхности.

(1.6)

Деталь нетехнологична, так как 0,81 < 1,247

Исходя из произведенных расчетов, можно сделать вывод, что деталь технологична по коэффициенту унификации и по коэффициенту использования материала, но не технологична по коэффициенту точности обработки и по коэффициенту шероховатости поверхности.

1.3 Размерный анализ чертежа детали

Размерный анализ чертежа детали начинаем с нумерации поверхностей детали, представленных на рисунке 1.3

Рисунок 1.3-Обозначение поверхностей

Далее проставляются размеры основной рабочей поверхности детали.

Рисунок 1.4-Размеры рабочей поверхности детали

Выполняется построение размерных графов на рисунке 1.5

Рисунок 1.5 -- Размерный анализ рабочей поверхности детали

При построении размерного анализа определили технологические размеры и допуски на них для каждого технологического перехода, определили продольные отклонения размеров и припусков и расчет размеров заготовки, определили последовательность обработки отдельных поверхностей детали, обеспечивающих требуемую точность размеров

1.4 Определение типа производства

Тип производства выбираем предварительно, исходя из массы детали m = 4,7 кг и годовой программы выпуска деталей В = 9000 шт., производство серийное.

От правильности выбора типа производства в дальнейшем зависят все остальные разделы разработанного технологического процесса. При крупносерийном производстве технологический процесс разрабатывается и хорошо оснащается, что позволяет взаимозаменяемость деталей, малую трудоемкость.

Следовательно, будет более низкая себестоимость изделий. Крупносерийное производство предусматривает более широкое применение механизации и автоматизации производственных процессов. Коэффициент закрепления операций при среднесерийном производстве Кз.о = 10-20.

Среднесерийное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися небольшими партиями, и сравнительно небольшим объемом выпуска.

На предприятиях среднесерийного производства значительная часть производства состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.



2. ПРОЕКТНЫЙ ВАРИАНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1 Анализ типового технологического процесса

Типовой технологический процесс изготовления деталей типа вал-шестерня, начинается с определения способа получения заготовки. В нашем случае принимаем в качестве заготовки-прокат. Нарезанные мерными частями с необходимым припуском, заготовки подвергаются фрезерно-центровальной операции. Это позволяет обработать торцы заготовки и центровать отверстия, которые в дальнейшем будут являться технологической базой, при обработке на последующих операциях.

Далее следует произвести черновую обработку всех поверхностей. Это нужно для того, чтобы с заготовки снять достаточный слой металла, чтобы в дальнейшем при чистовом точении снимать как можно меньший слой металла, и с возможностью получить заданную чистоту поверхности.

После того, как произвели черновую обработку, необходимо отправить заготовки на термическую обработку, на которой заготовки «отдыхают» и избавляются от остаточных напряжений.

На следующем этапе предстоит произвести чистовое точение поверхности заготовки. На этом этапе оставляют припуск лишь под следующую обработку на шлифовальных станках. Также на токарных станках с ЧПУ, используемых на этом этапе, можно произвести и другие виды обработки на поверхности будущей детали. В нашем случае мы нарезаем резьбу на одном конце вала и можем проточить внутреннее отверстие с использованием специального приспособления.

Далее производится необходимая механическая обработка таких конструктивных элементов, как шпоночные пазы, шлицы, вертикальное отверстие. В нашем случае, обработка этих элементов производится на фрезерных станках. На фрезерном станке мы можем также нарезать зубья.

Так как для вала-шестерни из стали 40Х (особенно в области зубьев) необходимо придать большую твердость и жесткость, подвергаем заготовку дальнейшей термической обработке. Которая закалит область зубьев и это будет способствовать меньшему износу и минимальным поломкам при работе детали вал-шестерня в любом узле.

Далее заготовка подвергается шлифованию. В нашем случае, обрабатываются шейки с обоих концов вала, которые служат под посадку подшипников. Также шлифованию следует подвергнуть поверхности зубьев, данный вид операции будет выполняться фасонным кругом.

В конструкции проектируемой детали присутствуют две поверхности, которые при работе редуктора соприкасаются с манжетой, запрессованной в корпус редуктора. Поэтому для минимального трения и износа поверхность, находящаяся в контакте с манжетой, полируется.

А далее детали поступают на контроль.

При анализе конструкции детали принято использовать станки с ЧПУ для таких операций, как чистовое точение поверхности заготовки, шлифование поверхностей зубьев.

Таблица 2.1 - Принятый маршрутный технологический процесс

№ операции Название операции	Оборудование	Режущий инструмент	Технологические базы
1	2	3	4
005 Фрезерно- центровальная	Фрезерно- центровальный станок 2Г942	Фреза торцовая Т15К6 ГОСТ 6396-78; сверло центров. Р6М5 ГОСТ 14952-75	Поверхности заготовки Ф70, торец
010 Токарная	Токарный станок 16К20	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73	Центровые отверстия
015 Токарная	Токарный станок 16К20	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73	Центровые отверстия
020 Термическая
025 Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73, резец канавочный ГОСТ 20872-80	Центровые отверстия
030 Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18881-73, резец канавочный, ГОСТ 20872-80, Резец резьбовой ГОСТ 18885-73	Центровые отверстия
035 Фрезерная	Фрезерный станок 6Р13Ф3	Шпоночная фреза Т15К6 ГОСТ 6396-78, Сверло спиральное ГОСТ 2034-80	Центровые отверстия
040 Шлице-фрезерная	Фрезерный станок 5350	Червячная фреза для шлицевых валов Р6М5 ГОСТ 8072-60	Центровые отверстия
045 Зубо-фрезерная	Фрезерный станок 5В312	Червячная фреза ГОСТ 9324-80	Центровые отверстия
050 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	Сверло спиральное ГОСТ 2034-80	Поверхность Ф40
055 Термическая
060 Зубо-шевинговальная	Шлифовальный станок OS-30	Круг шлифовальный ГОСТ 2424-83 400Ч16Ч203	Поверхность Ф40
065 Кругло-шлифовальная	Круглошлифовальный станок модель 3М151Ф2	Круг плоский шлифовальный ГОСТ 2425-70 ПП600х60х305	Центровые отверстия
070 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	Алмазная головка	Центровое отверстие
075 Сверлильная	Вертикально-сверлильный станок 2Н150	Зенкер ГОСТ 12489-71, метчик ГОСТ 3266-81	Повержность Ф40
080 Контрольная	Стол ОТК

2.2 Анализ варианта получения заготовки

Исходя из конфигурации и параметров обрабатываемой детали предлагается три варианта получения заготовки:

-круглый горячекатаный прокат по ГОСТ 2590-2006;

-поковка;

-ковка.

Экономическое обоснование заключается в сравнении себестоимости получения заготовок.

Стоимость заготовки из проката определяется по формуле

, (2.1)

где М - затраты на материал заготовки, руб.;

УСтех - технологическая себестоимость правки, калибрования,

разрезки, руб.

Затраты на материал заготовки М, руб., определяются по формуле

, (2.2)

где - масса заготовки, кг;

S - цена 1т материала заготовки, руб. [3, c. 30];

- масса готовой детали, кг;

- цена 1т отходов, руб. [3, С. 32]

руб.

Определяем технологическая себестоимость Стех, руб., по формуле

(2.3)

где Сп.з. - приведённые затраты на рабочем месте, руб./ч;

Тшт-к - штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной

операции, мин

(2.4)

где Lрез - длина резания при резании проката на штучные заготовки, мм;

Lрез=D=70 мм;

l1+l2 - величина врезания и перебега, мм; l1+l2=5мм;[4,С.11];

Sм - минутная подача при разрезании, мм/мин;

Sм=60 мм/мин; ;[4,С.12];

i - коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в

штучном;i=1; [4,С.12].

Заготовка, получаемая ковкой

, (2.5)

где - коэффициент, зависящий от класса точности;; [3, С.33];

- коэффициент, зависящий от группы сложности; ; [3,С.35];

- коэффициент, зависящий от массы; ; [3, c.25];

- коэффициент, зависящий от марки материала; ; [3, С.33];

- коэффициент, зависящий от объема производства;; [3, С.36].

руб.

Экономический эффект , руб., вычисляют по формуле

руб. (2.6)

Выполненные расчеты подтверждают, что экономически целесообразно, в условиях серийного производства, применять в качестве заготовки для детали вал-шестерня - прокат.

2.3 Расчет припусков

Технологический маршрут обработки поверхности Ш65,11 состоит из обтачивания чернового и чистового и шлифования чернового и чистового.

Заготовка

=150 мкм;[9, С.66];=250 мкм; [9, С.66];

Точение черновое

=50 мкм; [9, С.67];=50 мкм; [9, С.67];

Точение чистовое

=30 мкм; [9, С.67];=30 мкм; [9, С.67];

Шлифование

=10 мкм; [9, С.67]; =20 мкм; [9, С.67];

Пространственное отклонение заготовки,мкм, вычисляют по формуле



мкм, (2.7)

где - смещение оси заготовки в результате погрешности центрования,мкм;

;[9, С.73];

Суммарное отклонение расположения при обработке проката в центрах ,мкм, вычисляют по формуле

мкм, (2.8)

где - удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм/мм;

мкм/мм[9, С.72];

- длина смещаемой части заготовки, мм.

Пространственное отклонение для точения чернового

мкм (2.9)

Пространственное отклонение для точения чистового

мкм (2.10)

Пространственное отклонение для шлифования

мкм (2.11)

Минимальные значения припусков ,мкм, вычисляют по формуле

(2.12)

мкм,

мкм,

мкм,

мкм.

Вычисляем наименьшие межоперационные размеры и размер заготовки:

- после шлифования чистового

мм

- после шлифования чернового

мм (2.13)

- после точения чистового

мм (2.14)

- после точения чернового

мм (2.15)

- размер заготовки

мм (2.16)

Устанавливаем допуски на межоперационные размеры и размер заготовки:

- на шлифование чистовое мкм,

- на шлифование черновое мкм,

- на точение чистовое мкм,

- на точение черновое мкм,

- на заготовку мкм.

Вычисляем наибольшие операционные размеры и размер заготовки:

- после шлифования чистового

мм (2.17)

- после шлифования чернового

мм (2.18)

- после точения чистового

мм (2.19)

- после точения чернового

мм (2.20)

- размер заготовки

мм (2.21)

Вычисляем предельные значения допусков:

- для шлифования чистового

мм, (2.22)

мм (2.23)

- для шлифования чернового

мм, (2.24)

мм (2.25)

- для точения чистового

мм, (2.26)

мм (2.27)

- для точения чернового

мм, (2.28)

мм (2.29)

Вычисляем общий припуск

мм (2.30)

После проведённых расчётов заносим полученные значения в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности вала

Технологические переходы на поверхность h6	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск Zmin,мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск IT, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
Заготовка	150	250	458		67,19	1900	67,19	69,09
Точение черновое	50	50	22.9	2Ч858	65,474	740	65,474	66,214	1716	2876
Точение чистовое	30	30	18.3	2Ч118.3	65,237	74	65,237	65,311	237	903
Шлифовние черновое	10	20	13.7	2Ч73.7	65,09	30	65,09	65,12	147	191
Шлифовние чистовое	5	15	4	2Ч40	65,01	10	65,01	65,11	80	10
Итого				2Ч1090					2180	3980



Рисунок 2.1 - Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров

На все остальные обрабатываемые поверхности припуски назначаются по ГОСТ 2590-88. Значения всех припусков сводятся в таблицу 2.3.

Рисунок 2.2 - Заготовка



Таблица 2.3 - Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности вала

Поверхность	Размер, мм	Припуск, мм	Допуск, мм
		Расчетный	Табличный
Торцевая Поверхность 2,3	458	-	4,5	+0,8 -0,8
Диаметр 1	70	-	2·3,3	+0,1 -0,9

2.4 Расчет режимов резания

2.4.1 Расчёт режимов резания аналитическим способом на фрезерно-центровальную операцию

Станок - 2Г942

Фреза дисковая Р6М5 Ш80- ГОСТ22085 - 85

Определяем глубину фрезерования , мм, и ширину В, мм

мм В=70 мм

Определяем подачу на один зуб , мм/зуб

=0,1 мм/зуб

Скорость резания V, м/мин, вычисляют по формуле

, (2.31)

где - коэффициент на скорость резания, [10, С.287];

- стойкость инструмента, мин;

= 120 мин; [10, С.279];

t - глубина резания, мм; t = 2,3 мм;

m - показатель степени; m = 0,2; [10, С.287];

q - показатель степени; q=0,2 [10, С. 287];

x - показатель степени; x = 0,1; [10, С. 287];

y - показатель степени; y = 0,4; [10, С. 287];

u - показатель степени; u = 0,2; [10, С.287];

р - показатель степени; р = 1; [10, С.287].

Общий поправочный коэффициент на скорость резания вычисляют по формуле

, (2.32)

Где KMV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

KПV - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; KПV = 1;

KUV - коэффициент, учитывающий материал инструмента; KUV = 1.

Коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала , вычисляют по формуле

(2.33)

где = 1;[ 5,С.262];

nv = 1;[ 5,С.262].

м/мин

Частоту вращения шпинделя n, мин-1, вычисляют по формуле

мин-1, (2.34)

где V - скорость резания, м/мин; V = 53,3 м/мин;

d - диаметр фрезы, мм; d = 80 мм.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка мин-1

Действительную скорость резания Vд, м/мин, вычисляют по формуле

м/мин (2.35)

Минутную подачу ,мм/мин, вычисляют по формуле

мм/мин, (2.36)

где SZ - подача на зуб, мм/зуб; SZ = 0,1 мм/зуб;

Z - число зубьев; Z = 8;

nд - частота вращения, мин-1 ; nд = 210 мин-1

Корректируем минутную подачу по паспорту станка

мм/мин.

Силу резания Pz, Н, вычисляют по формуле

, (2.37)

где Cp - коэффициент; Cp = 200; [10, С.273];

x - показатель степени; х = 1; [10, С.273];

y - показатель степени; у = 0,75; [10, С.273];

u - показатель степени; u = 1; [10, С.273];

q - показатель степени; q = 0,2; [10, С.273];

w - показатель степени; w = 0; [10, С.273];

Кмр - поправочный коэффициент.

= , (2.38)

где дв - фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал, МПа; дв = 980 МПа;

n - показатель степени; n = 0,3; [10, С.262].

Н,

Крутящий момент , Н м, вычисляют по формуле

Нм (2.39)

Проверяем режимы резания по мощности привода станка.

Обработка возможна при условии .

Мощность резания Nрез, кВт, вычисляют по формуле

кВт, (2.40)

где -сила резания, Н;= 1325 Н;

-скорость резания, м/с; Vд = 52,8 м/мин.

Сравниваем Nрез , кВт мощность резания с Nшп, кВт мощностью шпинделя

, (2.41)

где- мощность двигателя, кВт; - 7,5 кВт;

з - КПД; з = 0,8.

кВт

, так как , следовательно, обработка возможна.

2.4.2 Расчет режимов резания аналитическим способом для шпоночно-фрезерной операции

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал - сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок вертикально - фрезерный 6Р13Ф3

Характеристика обрабатываемой поверхности:

Фрезеруется шпоночный паз - В = 8мм, длиной - L = 50 мм.

Выбор режущего инструмента:

Фреза 2234-0135 ГОСТ6396-78 (диаметром 8 мм; L=73мм).

Скорость фрезы:

м/мин,(2.42)

Где Сv - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

D-диаметр фрезы в мм;

T - стойкость инструмента в мин;

t- глубина резания в мм;

s-подача в мм/об;

Кv - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Определим коэффициент Кv по формуле из [8, С.285]

,(2.43)

где- коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Значение коэффициента Кмv рассчитаем по формуле

(2.44)

Где уB - предел прочности, уB = 980 МПа;

KГ - коэффициент, учитывающий группу стали, KГ = 1;

nv - показатель степени, nv = 1;

.

Тогда скорость вращения фрезы:

м/мин

Определим частоту вращения фрезы:

, мин-1 ,(2.45)

Где D - диаметр фрезы, мм;

n = мин-1

принимаем станка n = 650 мин-1 .

Уточним скорость резания:

м/мин, (2.46)

м/мин

Определим силу резания по формуле из [10, С.284]:

Где Ср - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

D - диаметр фрезы, в мм;

tx - глубина резания;

s - подача, в мм/об;

Кмр - общий поправочный коэффициент на силу резания.

Н

Определим мощность резания по формуле из [10, с.284]:

, кВт,(2.47)

Где Pz - сила резания в Н;

V - скорость резания в м / мин.

кВт

Проверяем достаточность мощности привода станка.

У станка мод. 6Р13Ф3

NШП = NДВ · з,(2.48)

гдеNДВ - мощность двигателя, в кВт.;

з - К.П.Д. станка

NШП = 3 · 0,85 = 2,55 кВт.,

Обработка возможна при условии, что N ? NШП, следовательно, обработка возможна, так как 0,16 <2,55



2.4.3 Расчет режимов резания табличным способом для операции Токарная с ЧПУ

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал - сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3. Точение поверхности диаметром 40 мм

Выбор режущего инструмента:

Резцы: 2102-4008 ГОСТ 18879-73

Длина рабочего хода

Lр.х. = lр + у = 240 + 43 = 283 мм ,(2.49)

Где lр - длина резания;

у = 43 мм - длина пробега.

Определяем подачу по формуле :

S0 = Sot Ks cos ,(2.50)

Где Sot = 0,7 мм/об - табличная подача;

Ks = 1 - коэффициент, учитывающий материал детали.

S0 = 0,7 · 1 · 0,961 = 1,92 мм/об.

Определяем скорость резания:

V = Vt · K1 · K2,(2.51)

Где Vt = 90 м/мин - табличная скорость резания;

K1 = 0,9 - коэффициент, учитывающий материал детали;

К2 = 1,2 - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента.

V = 90·0,9·1,2= 97,2 м/мин.

Определяем частоту вращения

, мин-1(2.52)

гдеD = 40 мм - диаметр детали:

мин-1

По паспорту станка nст.=670 (мин-1)

Уточняем скорость резания

V =3,14·46·670/1000 = 96,8 м/мин.

2.4.4 Расчет режимов резания на операцию Кругло-шлифовальная

Исходные данные для расчета.

Обрабатываемый материал - сталь 40Х ГОСТ4543-71; ув=980 МПа; станок - кругло-шлифовальный 3М151Ф2.

Характеристика обрабатываемой поверхности:

Шлифуется поверхность диаметром - D = 40мм, длиной -

L = 27 мм. Припуск на диаметр h = 0,2 мм.

Выбор режущего инструмента.

Маркировка абразива - 14А; индекс зернистости - П (содержание основной фракции при зернистости № 6 55%); структура круга - средняя № 1; керамическая связка - к1; класс круга - А; допускаемая окружная скорость круга - 50 м/сек. Диаметр круга - Dk = 600 мм; ширина круга - Вк = 63 мм. Маркировка полной характеристики круга: «Шлифовальный круг МАЗ 14А25ПС17К550А1, 500Ч305Ч63 ГОСТ 2424 - 83».

Определяю глубину резания t = h = 0,2 мм.

Скорость шлифовального круга

,(2.53)



гдеDk - диаметр шлифовального круга (500 мм);

nk - частота вращения шлифовального круга (1450 мин-1).

Итак, скорость шлифовального круга Vk = 46 м/сек, что входит в предел диапазона Vk =45…50 м/сек.

м/с

Скорость движения детали,VД = 15…20 м/мин. Принимаем VД = 20 м/мин. Эта скорость может быть установлена на станке мод. 3М151Ф2, имеющим бесступенчатое регулирование скорости вращения шпинделя заготовки в пределах 2…40 м/мин.

Глубина шлифования (вертикальная подача круга) tВ = 0,005…0,015мм. Принимаю tВ = 0,01мм/об; такая величина вертикальной подачи круга имеется у используемого станка.

Определяем мощность резания:

,(2.54)

Где Vд - скорость движения детали,

t - глубина резания.

Выписываем значения коэффициентов и показателей степени:

СN = 1,3; r = 0,75; x = 0,85; y =0,55

кВт

Время выхаживания tвых=0,08мин

Слой, снимаемый при выхаживании: aвых=0,05мм

Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовального шпинделя. Станок мод. 3М151Ф2:

Nшп=Nдв·з=10·0,85=8,5 кВт,

гдеNдв - мощность двигателя станка (10 кВт); з - К.П.Д. станка (0,85);

N ? Nдв (0,28 < 8,5), следовательно обработка возможна.

Аналогично рассчитываем режимы резания на другие операции и заносим результаты расчетов в таблицу 2.4

деталь технологический производство резание

Таблица 2.4 - Сводная таблица режимов резания

Номер и наименование операции	Модель станка	Глубина Рез., мм	Подача мм/об, мм/зуб	Скорость резания, м /мин	Частота вращения мин-1	Минутная подача, мм /мин	Осн. время, мин
005 Фрезерно- Центровальная 1. Фрезерование торцов 2. Сверл. центр. Отв.	Фрезерно- центровальный станок 2Г942	2,3 1,3	0,1 0,06	52,8 29,15	210 580	168 34,8	0.9
010 Токарная черновая	Токарный станок 16К20	2	0,4	78,6	800	320	0.58
015 Токарная черновая	Токарный станок 16К20	0,25	0,4	66	800	320	0.38
020 Термическая
025 Токарная с ЧПУ 1 Точить Ф65,11 2 точить Ф52 3 точить канавку 4 точить Ф45 5 точить Ф40 6 точить конусность 1:15 7 точить канавку 8 точить Ф33 9 нарезать резьбу М33х1,5-8q	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	0,39 6,55 0,25 3,5 2,5 0,5 4 0,5	0,7 0,7 0,5 0,7 0,7 0,7 0,5 1,5 0,12	96,8 96,8 60,7 96,8 96,8 96,8 60,7 120 14,5	670 670 1000 670 670 670 1000 500 1100	250 250 500 250 250 250 500 120 132	2,8
030 Токарная с ЧПУ 1 точить Ф52 2 точить канавку 3 точить Ф45 4 точить Ф40	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3	6,55 0,25 3,5 2,5	0,7 0,5 0,7 0,7	96,8 60,7 96,8 96,8	670 1000 670 670	250 500 250 250	1,05
035 Шпоночно-фрезерная 1 Фрезеровать шпоночный паз L=16 мм, b=6 мм 2 Фрезеровать шпоночный паз L=50 мм, b=8 мм 3 сверлить отверстие Ф5	Фрезерный станок 6Р13Ф3	2,5 4,5 2,5	1,13 0,3 0,12	17,7 16,3 14,5	470 650 1100	53,1 526,4 132	1,56
040 Шлице-фрезерная	Фрезерный станок 5350	5,5	1	30			10,75
045 Зубофрезерная	Фрезерный станок 5В312		0,5	85	315		21,3
050 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20	1	0,7	96,8	670	250	0,6
055 Термическая
060 Зубо-шевинговальная	Станок OS-30	0,1	0,4	150	200	80	11,2
065 Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок модель 3М151Ф2	0,2	0,1	20	1450	14,5	1,82
070 Токарно-винторезная	Токарный станок 16К20		0,23	141	1000
075 Сверлильная Расточить отверстие Ф 10; Нарезать резьбу М10х1-7Н	Вертикально-сверлильный станок 2Н150	0,05	0,12 0,1	14,5 135	1100 500	135 100

2.5 Расчет норм времени

В среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно-калькуляционного времени:

, (2.55)

где - штучное время, мин;

- подготовительно-заключительное время;

- размер партии деталей.

Штучное время определяется по формуле

, (2.56)

где - оперативное время, мин;

- время на обслуживание рабочего места отдых рабочего, определяется в процентах от оперативного времени.

2.5.1 Расчет норм времени на токарную с ЧПУ операцию

Определяем основное время

, (2.57)

Где Lрез- длина резания;

- величина врезания и перебега;

- количества рабочих ходов.

Основное время:

;

мин

Определяем вспомогательное время

,(2.58)

где- время на установку и снятие детали [5, С.165];

- время на приёмы управления станком [5, С.165];

- время на измерение детали [5, С.165].

мин.

Определяем оперативное время

,(2.59)

мин

Определяем время на обслуживание рабочего места и отдых

,(2.60)

мин.

Определяем штучное время

мин.

Определяем подготовительно-заключительное время

мин.

Определяем штучно-калькуляционное время

мин.

2.5.2 Расчет норм времени на шпоночно-фрезерную операцию

Определяем основное время

;

мин

Определяем вспомогательное время

мин.

Определяем оперативное время

мин.

Определяем время на обслуживание рабочего места и отдых

, (2.61)

мин.

Определяем штучное время

мин

Определяем подготовительно-заключительное время

мин.

Определяем штучно-калькуляционное время

мин.

Таблица 2.5 - Сводная таблица норм времени

Номер операции	Наименование операции	Основное время	Вспомогательное время	Оперативное время	Время обслуж. и отдыха	Штучное время	Подготовительно-закл. время	Величина партии	Штучно-кальк. время
005	фрезерно-центровальная	0,9	0,49	1,39	0,08	1,47	16,5	560	1,50
010	токарная	0,58	0,77	1,35	0,08	1,43	21		1,47
015	токарная	0,38	0,57	0,95	0,06	1,01	21		1,04
025	токарная с ЧПУ	2,8	0,81	3,61	0,22	3,83	21		3,86
030	токарная с ЧПУ	1,05	0,67	1,72	0,10	1,82	21		1,86
035	шпоночно-фрезерная	1,56	1,23	2,79	0,15	2,94	18		2,97
040	шлицефрезерная	1,057	1,36	2,42	0,15	2,56	18		2,59
045	зубофрезерная	21,3	1,41	22,71	1,36	24,07	29		24,12
050	Токарно-винторезная	0,6	0,96	1,03	0,08	1,11	14,2		1,42
060	Зубо-шевинговальная	11,2	1,31	12,51	0,75	13,26	24		13,30
065	круглошлифовальная	1,82	1,08	2,90	0,17	3,07	14		3,10
070	Токарно-винторезная	2	0,8	2,8	0,21	3,01	10		3,18
075	Сверлильная	0,5	0,8	1,3	0,3	2,7	10		3,2

2.6 Производим уточнение типа производства

В этом случае для нового технологического процесса рассчитываем необходимое количество оборудования по операциям

Определяем количество станков по формуле

,(2.61)

где- годовая программа, шт.;

- штучное или штучно-калькуляционное время;

- действительный фонд времени, ч. =4029;

- нормативный коэффициент загрузки оборудования, =0,85.

Фактический коэффициент загрузки рабочего места вычисляется по формуле.

Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места и количество операций, выполняемых на рабочем месте.

,(2.62)

где - принятое количество станков.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:

,(2.63)

Рассчитанные значения для всех операций заносим в сводную таблицу 2.6

Таблица 2.6 -Расчетные данные для уточнение типа производства

Операция	, мин
фрезерно-центровальная	1,50	0,070	1	0,070	12,2
токарная	1,47	0,068	1	0,068	12,4
токарная	1,04	0,049	1	0,049	17,5
токарная с ЧПУ	3,86	0,180	1	0,180	4,7
токарная с ЧПУ	1,86	0,087	1	0,087	9,8
шпоночно-фрезерная	2,97	0,138	1	0,138	6,1
шлицефрезерная	2,59	0,121	1	0,121	7,0
зубофрезерная	24,12	1,123	1	1,123	0,8
круглошлифовальная	3,10	0,144	1	0,144	5,9
Токарно-винторезная	1,11	0,144	1	0,144	5,9
зубошлифовальная	13,30	0,619	1	0,619	1,4
выглаживание	3,01	0,53	1	0,35	1,78
Итого			11		83,7

Суммарное число операций =83,7.

Определим коэффициент закрепления операций по формуле

,(2.64)

где - принятое количество станков.

По ГОСТ 3.1121-84 коэффициенту закрепления операций соответствует крупносерийное производство ()



3. АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

3.1 Расчёт стоимости основных фондов

Расчёт стоимости технологического оборудования ведём в форме таблицы.

Таблица 3.1 - Стоимость оборудования

Наименование оборудования	Модель	Количество	Габаритные размеры, м	Мощность, кВт	Стоимость станка, млн. руб.
			L	B		цена	монтаж, 10%	стоимость
Фрезерно-центровальный	2Г942	1	3,970	1,75	36	720	72	792
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Токарный с ЧПУ	16К20Ф3	1	3,7	2,26	11	676,8	67,68	744,48
Токарный с ЧПУ	16К20Ф3	1	3,7	2,26	11	676,8	67,68	744,48
Шпоночно-фрез.	6Р13Ф3	1	1,56	2,045	7	370	37	407
Шлице-фрезерный	5350	1	2,335	1,55	7,5	555	55,5	610,5
Зубофрезерный	5В312	1	1,79	1,725	7,5	469,9	46,99	516,89
Кругло-шлифов.	3М151Ф2	1	4,95	2,4	11	925	92,5	1017,5
Токарно-винторезный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Зубошлифов. с ЧПУ	CRG CNC 1040	1	3,56	2,3	17	1665	166,5	1831,5
Токарный	16К20	1	2,505	1,19	10	207,6	20,76	228,36
Итого		11		139		8138,57

Cтоимость станка рассчитывается по формуле:

Scт = Sц ·р, (3.1)

где Sц - цена станка, руб.,

р - цена монтажа, 10% от стоимости оборудования;

Scт = 720·1,1=792 млн. руб.

Scт = 207,6·1,1=228,36млн. руб.

У Scт= 8138,57 млн. руб.

Производственная площадь участка:

PПP = У [ ( Р1 +•P2 ) • CПР ], (3.2)

где Р1 = L • B - удельная площадь на 1 станок;

Р2 = 6 м2 - дополнительная площадь на проходы, проезды;

CПР - принятое количество станков.

PПP=У[(3,97•1,75+6) + (2,505•1,19+6) +(2,505•1,19+6) + (3,7•2,26+6)+ (3,7•2,26+6) + (1,56•2,045+6) +(2,335•1,55+6)+ (1,79•1,725+6)+ (4,95•2,4+6)+ (4,95•2,4+6)+ (3,56•2,3+6)] = 122,595 м2

Вспомогательная площадь:

PBC = РСКЛ + PИРК + РКОНТР + PБЫТ, (3.3)

где РСКЛ - площадь для складирования заготовок и готовых деталей (15% от PПP );

РИРК - площадь инструментально-раздаточной кладовой;

РКОНТР - площадь контрольного пункта,

PБЫТ - площадь бытовых и конторских помещений.

РСКЛ = 0,15 • 122,595 = 18,39 м2

РИРК = 0,65 • УCПР = 0,65 • 11 = 7,15 м2

Площадь контрольного пункта принимается 6 м2 на 1 контролёра:

РКОНТР = 6 м2

PБЫТ = 1,22 • CРАБ. Б. СМ = 1,22 • 8 = 9,76 м2

где CРАБ. Б. СМ = 8 число работающих в большую смену.

Общая площадь участка :

PY = 122,595 + 18,39 + 7,15 + 6 + 9,76 = 163,895 м2

Объём здания участка при высоте h = 6 м :

V = PY h = 163,895• 6 = 983,37 м3

Стоимость здания участка при цене за 1м2 = 1075000 руб.:

SЗД = V • Ц = 983,37 •1075000 =1057,123 млн. руб.

В качестве межоперационного транспорта принимаем электротележку, необходимое количество - 1 шт, цена электротележки 5 млн. руб. :

CТР = 1 • 5 = 5 млн. руб.

Стоимость дорогостоящего инструмента и приспособлений - 10% от стоимости оборудования:

CИ.П. = 0,1 • 8138,57= 813,857млн. руб.

Стоимость дорогостоящего хозяйственного и производственного инвентаря - 2% от стоимости оборудования:

CИ.П. = 0,02 •8138,57= 162,77млн. руб.

Результаты расчёта стоимости сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Стоимость основных фондов

Группа основных фондов	Стоимость, млн. руб.	В % от общей стоимости
Здания	1057,123	10,39%
Металлорежущее оборудование	8138,57	79,96%
Межоперационный транспорт	5,0	0,05%
Инструмент и приспособления	813,857	7,99%
Инвентарь	162,77	1,6%
Итого	10177,32	100%

3.2 Расчёт затрат на основные материалы

Затраты на материал заготовки М, руб., определяются по формуле

, (3.4)

где - масса заготовки, кг;

S - цена 1т материала заготовки, руб. [4, С 30];

- масса готовой детали, кг;

- цена 1т отходов, руб. [4, С. 32]

руб.

3.3 Расчёт годового фонда заработной платы

Сдельная расценка на операцию определяется по формуле:

РСД = СЧАС • t ШТ-К / 60 , (3.5)

где СЧАС - часовая тарифная ставка соответствующего разряда.

(3.6)

где S1- месячная тарифная ставка 1-го разряда, руб.,

Кт - тарифный коэффициент соответствующего разряда, руб.

Фмес - фонд месячного времени, час. Фмес =167ч.

Кк - корректирующий коэффициент станочника.

Для второго разряда:

руб;

Для третьего разряда:

руб;

Для четвертого разряда:

руб;

Для пятого разряда:

руб;

Рассчитываем сдельные расценки по операциям:

РСД = 2028• 1,50 / 60 = 50,7руб.

РСД = 2745 • 1,47 / 60 = 67,25руб.

Подставляем данные по операциям в формулу и результаты расчётов сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 -- Нормы штучно-калькуляционного времени и расценки по операциям

№ операции	t ШТ-К. мин	Разряд работы	СЧАС, руб.	РСД, руб.
005	1,50	2	2028	50,7
010	1,47	4	2745	67,3
015	1,04	4	2745	47,6
025	3,86	4	2745	176,6
030	1,86	4	2745	85,1
035	2,97	5	3297	163,2
040	2,59	4	2745	118,5
045	24,12	3	2360	948,7
055	3,10	5	3297	170,3
060	1,42	4	2745	170,3
065	13,30	5	3297	67,3
070	3,18	4	2745	608,5
Итого				2606,8

Прямая заработная плата основных рабочих определяется по формуле:

ФСД 0 = РСД • N • КПР (3.7)



где РСД - сумма сдельных расценок на операцию;

КПР = 1,4 - коэффициент, учитывающий премию;

N = 9000 шт. - производственная программа выпуска. Подставим полученные значения в формулу (5.7)

ФСД 0 = 2606,8• 9000 • 1,4 = 32,845680млн. руб.

Фонд дополнительной зарплаты - 12% от ФСД 0

ФСД Д = 0,12 ФСД 0 = 0,12 • 32,845680= 3,941481млн. руб.

Годовой фонд зарплаты:

ФCД = ФСД 0 + ФСД Д = 32,845680+ 3,941481= 36,787161млн. руб.

Годовой фонд заработная плата вспомогательных рабочих повременщиков:

ФП = РР • FД • СТ • КПР (3.8)

где РР - количество рабочих,

FД = 1864 годовой фонд времени

Дополнительная з/п повременщика 12%

руб

руб

руб

ФП = 3 • 1864 • 3322 • 1,4 = 26,007273 млн руб.

ФП = 1 • 1864 • 3055 • 1,4 = 7,972328 млн руб.

ФП = 1 • 1864 • 2006 • 1,4 = 5,234857млн руб.

Фонд дополнительной зарплаты:

Фд = 26,007273 • 0,12 = 3,120872 млн руб.

Фд = 7,972328 • 0,12 = 956 679руб.

Фд = 5,234857 • 0,12 = 628 182руб.

Суммируем и подставляем в таблицу.

Расчёт ведём в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Расчёт годового фонда заработной платы вспомогательных рабочих

Наименование профессии	Количество рабочих	Разряд	Тарифная ставка, руб.	Основной фонд, млн. руб.	Дополнительный фонд, млн. руб.	Годовой фонд, млн. руб.
Наладчик	3	6	3322	26,007	3,1209	29,12815
Ремонтник	1	5	3055	7,9723	0,9567	8,929007
Контролёр	1	3	2006	5,2349	0,6282	5,863039
Итого	5			39,21446	4,705733	43,92019

Годовой фонд заработной платы руководителей (мастера):

ФР = 12 • ОМ • КПР (3.9)

где ОМ = 2000000 руб. оклад мастера,

ФР = 12 • 2300000 • 1,4 =33,600000 млн. руб.

Отчисления на социальное страхование - 35% от годового фонда заработной платы по категориям.

Составим сводную таблицу 3.5

Таблица 3.5 - Сводная ведомость заработной платы.

Категория работающих	Кол-во	Основной фонд, млн. руб.	Дополнительный фонд, млн. руб.	Годовой фонд зарплаты, тыс. руб.	Отчисления на соц. страхование, млн. руб.
Основные рабочие	11	32,845680	3,941481	36,787161	12,87551
Вспомогательные рабочие	5	39,214460	4,705733	43,920190	15,37207
Руководители	1	33,600000	-	33,600000	11,76
Итого	17	105,660140	8,647214	114,307351	40,007573

Отчисления на соцстрахование:

Фст = 36,787161· 0,35 = 12,87551млн руб.

Фст = 43,920190· 0,35 = 15,37207 млн руб.

Фст = 33,600000 0,35 = 11,76 млн руб

3.4 Расчёт расходов, связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования

Амортизация оборудования - 6,3% от стоимости оборудования:

A0 = 0,063 • 8138,57= 512,72991 млн. руб.

Амортизация транспортных средств - 5% от стоимости:

AТР = 0,05 • 5 = 0,25 млн. руб.

Стоимость вспомогательных материалов ? 100000 руб. на 1 станок:

BM = 11• 100000 = 1,1 млн. руб.

Затраты на силовую электроэнергию:

W = NУСТ • FД • КЗ • К0 • S / зС • зП, (3.10)

где NУСТ = 139кВт - суммарная мощность эл. двигателей;

FД = 3926 час - годовой фонд времени;

КЗ = 0,9 коэффициент загрузки с дозагрузкой,

S = 1580 руб. 1 кВт / ч - цена 1 кВт / часа электроэнергии,

К0 = 0,75 коэффициент одновременной работы оборудования;

зС = 0,96 коэффициент потерь в сети,

0,9 КПД двигателей.

W = 139• 3926 • 0,9 • 0,75 • 1580 / 0,96 • 0,9 = 673,615718 млн. руб.

Вода для производственных нужд:

QB = SВ • q • KCР • 2 (3.11)

где Н = 25 м3 норма расхода на 1 станок;

q = Н • СПР - годовой расход воды,

СПР = 11 количество станков;

SВ = 11460 руб. - цена 1 м3 воды.

QB = 11460 • 25 • 11 • 0,92 • 2 = 5,798760 млн. руб.

Затраты на сжатый воздух:

PCB = 0.001 Q • FД • KCР • SCB , (3.12)

где Q - расход сжатого воздуха на 1 станок

SСВ = 5000 руб. - цена 1000 м3 сжатого воздуха.

Расход сжатого воздуха по 1 м3 на станок в смену ( работа в 2 смены )

Q = 0,2 • 4 • 2 = 1,6 м3.

PCB = 0,001 • 1,6 • 3926 • 0,92 • 5000 = 0,0289млн. руб.

Расходы на текущий ремонт оборудования - 6% от стоимости оборудования:

Р0 = 0,06 • 8138,57= 488,3142млн. руб.

Расходы на текущий ремонт транспортных средств - 8% от стоимости:

Р0 = 0,08 • 5 = 0,4 млн. руб.

Стоимость текущего ремонта инструмента и приспособлений - 60% от заработной платы вспомогательных рабочих:

РИ.П = 0,6 • 39,214460= 23,528676 млн. руб.

Годовой износ быстро изнашивающегося инструмента и приспособлений - 10% от стоимости оборудования:

И = 0,1 • 8138,57= 813,857млн. руб.

Затраты на восстановление инструмента и приспособлений - 40% от годового износа:

ВИ = 0,4 • 813,857= 325,5428 млн. руб.

Составляем сводную таблицу 3.6.



Таблица 3.6 - Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Наименование затрат	Сумма, млн. руб.
1. Амортизация оборудования	512,72991
2. Амортизация транспортных средств	0,25
3. Стоимость вспомогательных материалов	1,1
4. Силовая электроэнергия	673,615718
5. Вода для производственных нужд	5,798760
6. Затраты на сжатый воздух	0,0289
7. Зарплата вспомогательных рабочих	39,214460
8. Текущий ремонт оборудования	488,3142
9. Текущий ремонт транспортных средств	0,4
10. Текущий ремонт инструмента и приспособлений	23,528676
11. Износ инструмента и приспособлений	813,857
12. Восстановление инструмента и приспособлений	325,5428
13. Отчисления на социальное страхование	15,37207
Итого:	2899,752

3.5 Расчёт цеховых расходов

Амортизация здания - 1% от стоимости здания:

A3 = 0,01 • 1057,123= 10,57123млн. руб.

Амортизация инвентаря - 9,1% от стоимости инвентаря:

AИ = 0,091 • 162,77= 14,81207 млн. руб.

Затраты на электроэнергию для освещения:

W0 = РЦ • F0 • q • S / 1000 , (3.13)

где PЦ = 122,595 м2 - площадь участка;

F0 = 2700 час - годовой фонд времени работы светильников;

q = 16 Вт / м2 - удельный расход электроэнергии,

S = 1580 руб. 1 кВт / ч - цена 1 кВт / часа электроэнергии.

W = 122,595 • 2700 • 16 • 1580 / 1000 = 8,367844млн. руб.

Расход пара на отопление:

QП = V • H • q • SП / 1000 • i , (3.14)

где V = 983,37 м3 - объём участка;

Н = 4320 час - число отопительных часов в сезоне;

q = 20 Ккал / час м3 - удельный расход тепла,

S = 106120 руб. - цена 1 т пара.

i = 540 Ккал / час м3 - теплоотдача пара.

QП = 983,37• 4320 • 20 • 106120 / 1000 • 540 = 16,696835 млн. руб.

Затраты на воду для хозяйственно-бытовых нужд:

QB = P • F • q • SB / 1000, (3.15)

где P = 17 - число работающих на участке;

F = 253 - число рабочих дней в году;

q = 0,08 м3 - удельный расход воды,

SВ = 11460 руб. - цена 1 м3 воды.

QВ = 17 • 253 • 0,08 • 11460 / 1000 = 0,0394 млн. руб.

Вспомогательные материалы на содержание помещений - 2,5% от стоимости здания:

ВМ = 0,025 • 1057,123= 26,428075млн. руб.

Затраты на текущий ремонт здания - 3% от стоимости здания:

ТР = 0,03 • 1057,123= 31,71369 млн. руб.

Затраты на текущий ремонт инвентаря - 10% от его стоимости:

ТРИ = 0,1 • 162,77= 16,277 млн. руб.

Износ малоценного быстро изнашивающегося инвентаря - 200000 руб. на 1 чел.

ИИ = 200000 • 17 = 3,4 млн. руб.

Прочие расходы - 500000 руб. на 1 человека:

ПР = 500000 • 17= 10,5 млн. руб.

Составляем сводную таблицу 3.7.

Таблица 3.7 - Смета цеховых расходов

Наименование затрат	Сумма, млн. руб.
1. Зарплата руководителей	33,600000
2. Отчисления на социальное страхование	11,76
3. Амортизация здания	10,57123
4. Амортизация инвентаря	14,81207
5. Электроэнергия для освещения	8,367844
6. Пар на отопление	16,696835
7. Вода для хозяйственно-бытовых нужд	0,0394
8. Вспомогательные материалы	26,428075
9. Текущий ремонт здания	31,71369
10. Ремонт инвентаря	16,277
12. Износ инвентаря	3,4
13. Прочие расходы	8,5
Итого	182,1661

Так как производилась догрузка оборудования, то определяем долю затрат, приходящихся на заданную программу: